電力電子技術(shù)的教學(xué)體會

單玉燕　丁偉

摘 要：本文從電力電子技術(shù)這一課程的內(nèi)容出發(fā)，結(jié)合教學(xué)要求，分別從理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩個角度闡述了關(guān)于教學(xué)方法的一些體會和感悟。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；控制電路；控制理論

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.214

1 引言

電力電子技術(shù)是一門由電子技術(shù)、電力技術(shù)以及控制技術(shù)交叉而來的新興學(xué)科，是自動化專業(yè)、電氣工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在整個專業(yè)體系中具有重要的作用。電力電子技術(shù)具體地說就是指利用電力電子元器件來構(gòu)造不同的轉(zhuǎn)換電路從而實現(xiàn)對電能的一系列變換，是一種利用弱電來控制強電的技術(shù)。同時電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，從工業(yè)、交通運輸、通信到新能源系統(tǒng)等各方面都有應(yīng)用，甚至已經(jīng)滲透到我們的生活中，比如現(xiàn)在家用電器中很流行的“變頻”技術(shù)就是電力電子技術(shù)的一個小應(yīng)用。

2 教學(xué)體系結(jié)構(gòu)及要求

電力電子技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容主要分成三部分：元器件、控制電路和控制技術(shù)。我們學(xué)校給這門課一共安排了80學(xué)時，如果這三個部分都要詳細(xì)介紹的話，時間上是不夠的，所以主要介紹前面兩塊內(nèi)容。電力電子元器件是本門課程的基礎(chǔ)，包括半控元件、全控元件和不可控元件。控制電路主要包括四大基本電路：整流電路、逆變電路、直流到直流變流電路以及交流到交流的變流電路?？刂萍夹g(shù)部分主要介紹SPWM脈寬調(diào)制技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)。

元器件部分要求學(xué)生首先要能分清楚各種元器件所屬的類別，其次要求能理解各自的工作原理，最后要求能夠按照電路要求自主選擇元件；控制電路部分要求學(xué)生能夠理解電路的工作過程，能夠分析并畫出電路的輸出波形圖，能計算電路的一些參數(shù)來選擇元器件；最后控制技術(shù)部分要求能夠掌握SPWM的原理即可。

3 理論教學(xué)

（1）興趣的培養(yǎng) 電力電子技術(shù)是自動化、電氣工程專業(yè)很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，但也的確是一門比較枯燥的學(xué)科，要引起學(xué)生的重視、激發(fā)他們的興趣是比較困難的。所以如何吸引學(xué)生的注意力，讓他們從心理上重視這門課就尤為重要。筆者認(rèn)為上好第一堂課對該課程后續(xù)的展開有很重要的作用。在第一堂課上要多多的展示一些電力電子應(yīng)用方面的圖片和視頻，讓學(xué)生親身體會到電力電子技術(shù)就在我們身邊，來培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣[1]；同時可以給他們展示一下對口的公司在招聘信息上對該課程的要求來引起他們的重視。然后后期可以通過實驗教學(xué)來慢慢引導(dǎo)他們對本門課程的學(xué)習(xí)。

（2）教學(xué)思路的把握 教學(xué)的順序是先介紹元器件，然后介紹各種轉(zhuǎn)換電路，最后介紹控制技術(shù)。在介紹元器件時，要講清楚半控、全控和不可控指的是對電路“開”與“關(guān)”的控制。在控制電路中元器件是作為開關(guān)使用的，輸出波形的轉(zhuǎn)換也是因為電路“開關(guān)”的切換實現(xiàn)的[2]；在介紹各種轉(zhuǎn)換電路時，首先要介紹各種電路實現(xiàn)的功能，然后可以讓學(xué)生試著自己分析下如何用電路實現(xiàn)這些變化，最后提出典型的變換電路進(jìn)行講解。

在課堂內(nèi)容上應(yīng)以元器件的工作原理為基礎(chǔ)，以整流電路和有源逆變電路的原理、搭載各種不同負(fù)載時的波形分析為重點，特別是在介紹感性負(fù)載和純電阻負(fù)載時波形的變化是很重要的。無源逆變和直流到直流變流電路可以簡單介紹一下。由于目前變頻技術(shù)在家電行業(yè)應(yīng)用廣泛，所以交流到交流變流中的變頻技術(shù)也可以進(jìn)行詳細(xì)介紹。

（3）教學(xué)方法的改變 近年來，多媒體教學(xué)以絕對的優(yōu)勢替代了傳統(tǒng)板書成為教學(xué)的主要手段。電力電子技術(shù)這門學(xué)科在教學(xué)時涉及很多復(fù)雜電路、波形的繪制，采用多媒體教學(xué)能提前將這些波形準(zhǔn)備好，節(jié)約了大量教師課上板書的時間，同時多媒體教學(xué)還可以采用FLASH動畫來吸引眼球，能更直觀的仿真出電路通斷的過程，更好的幫助學(xué)生理解和記憶。所以多媒體教學(xué)這一手段對于電力電子技術(shù)這門課程是非常重要的。此外，我們還可以利用Matlab中的simulink自帶的工具包搭建各種電路來仿真，通過軟件仿真出對應(yīng)的圖形。這樣通過計算機算出圖形，要比直接把圖形顯示給學(xué)生看更讓他們記憶深刻，也更讓他們信服。

4 實驗教學(xué)

實驗教學(xué)在任何一門課程中都應(yīng)該占有很重要的地位，通過實驗可以加深對已學(xué)知識的理解，驗證理論的正確性同時也能幫助他們記憶。而電力電子技術(shù)本身就是一門實踐性很強的課程，新型的電力電子器件、新技術(shù)、新的使用方法，都需要通過實驗來驗證其可用性。

電力電子技術(shù)這門課配備的實驗還是比較多的，比如四種控制電路以及控制技術(shù)都有對應(yīng)的實驗，那么在實驗教學(xué)中可以從中選擇一些有較高實驗價值的項目進(jìn)行。例如整流電路是教學(xué)時的重點內(nèi)容，那么這一方面的實驗就可以做一些?？梢宰寣W(xué)生搭建橋式整流電路，然后搭配純電阻負(fù)載、感性負(fù)載和反電動勢負(fù)載，通過觀察波形變化來加強對學(xué)習(xí)知識的理解和掌握；在講直流斬波電路時，可以讓學(xué)生在六種典型斬波電路中選擇一到兩個電路進(jìn)行測試，深入理解理論課上學(xué)習(xí)的原理。

在實際的教學(xué)過程中，由于學(xué)校設(shè)備有限不能做到每人一臺設(shè)備，一般都是幾人一臺，這樣就會出現(xiàn)有些同學(xué)整個過程游離在狀態(tài)之外的情況。所以在實驗過程中，可以將一組學(xué)生進(jìn)行任務(wù)的分工，分成設(shè)計電路的、搭建電路的和驗證實驗結(jié)果的，這樣每個人都分配有任務(wù)，就不會出現(xiàn)上述的情況了。

5 小結(jié)

本文從課程體系、教學(xué)要求和實際教學(xué)三個方面分別闡述筆者從事該課程教學(xué)的體會。對一門課程的處理方式，不同的教師有不同的方式，但都希望能以較為恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式把最需要最重要的知識傳授給學(xué)生。

參考文獻(xiàn)：

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